SKRIPSI
RANCANG BANGUN MATCHING IMPEDANCE L NETWORK UNTUK RF – ENERGY HARVESTING PADA FREKUENSI 2.4 GHz
Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh
Fauziah Al Humaira NIM : 130402040
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Pada zaman modern ini kebutuhan manusia terhadap listrik terus meningkat.
Tak terkecuali terhadap perangkat - perangkat elektronik berdaya rendah yang
membutuhkan suplai energi. Namun sumber energi semakin hari kian menipis.
Hal itu menuntut adanya suatu teknologi yang dapat membuat suatu catu daya
portabel dan tidak tergantung pada sumber tegangan listrik. Sistem RF energy
harvesting muncul sebagai solusi dari permasalahan tersebut dengan cara
mensuplai perangkat elektronik berkebutuhan daya rendah secara kontinyu
dengan memanfaatkan energi di lingkungan sekitar yang berupa sinyal RF yang
berbentuk gelombang elektromagnetik. Pada system RF energy harvesting ini
dibutuhkan matching impedance agar daya yang di dapatkan sebesar mungkin.
Pada skripsi ini dirancang bangun suatu matching impedance L network
pada frekuensi 2.4 GHz. Rancang bangun penyesuai impedansi untuk sistem RF
energy harvesting ini bertujuan agar pemanenan energi dapat berlangsung secara
efesien dan menghasilkan tegangan yang maksimal yang dapat dimanfaatkan
untuk memenuhi kebutuhan energi listrik berdaya rendah. Hasil pengukuran
sistem RF energy harvesting ketika sebelum dipasangkan dengan matching
impedance menghasilkan tegangan sebesar 11 mV, namun ketika sudah
dipasangkan matching impedance tegangannya naik mencapai nilai tertinggi yaitu
38 mV yang diukur pada area Pusat Sistem Informasi (PSI) Universitas Sumatera
Utara. Dari hasil pengukuran tersebut dapat disimpulkan bahwa matching
impedance yang dirancang berfungsi dengan baik.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
kesehatan, dan keselamatan serta rahmadNya kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini. Serta shalawat beserta salam kepada Rasulullah
Muhammad SAW yang menjadi panutan dan pedoman umat manusia.
Skripsi ini penulis persembahkan kepada Ayah Khairul Zen Tarigan dan
Ibu Ernawita yang telah mendukung dan membimbing serta memberikan segala
kasih sayang hingga saat ini. Serta untuk abangda Rifai Tarigan dan Rinal
Wahyudi Tarigan serta adik tersayang Riyan Pratama Tarigan yang selalu
memberikan semangat selama masa studi hingga menyelesaikan tugas akhir ini.
Skripsi ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Skripsi ini adalah:
“Rancang Bangun Matching Impedance L Network untuk RF Energy Harvesting pada Frekuensi 2.4 GHz ”
Selama masa kuliah sampai penyelesaian Skripsi ini, penulis juga banyak
mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu
penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Arman Sani, M.T, selaku dosen Pembimbing Skripsi yang telah
banyak meluangkan waktu untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan
pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Skripsi
ini.
2. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T selaku dosen pembimbing akademik yang telah
banyak memberikan masukan demi perbaikan Skripsi ini dan telah banyak
motivasi selama masa perkuliahan.
3. Bapak Emerson P. Sinulingga, S.T, M.SC, Ph.D dan Bapak Drs. Hasdari
Helmi, M.T selaku dosen penguji Skripsi yang telah membantu dalam
4. Bapak Dr. Fahmi, ST, M.Sc, IPM selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
FT-USU.
5. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Elektro FT-USU.
6. Rekan tim RF Energy Harvesting yaitu Roys Khan, Yaumi, Sawal, Harry,
Fahmi, Eki, Bg Ahsan dan Bg Bambang yang tidak pernah bosan setiap hari
berdiskusi, memberi masukan, saling membantu agar terciptanya alat ini.
7. Sahabat – sahabat tersayang yaitu Berbo, Mbak Ay, Elsa, beb Ika, Ulan
gondut, Hapni, Yaumi, Kak Uti, Asong, Buk Don, Kak Ingrid dan beb Tika.
8. Seluruh teman-teman angkatan 2013, Akbar Maulana Nasution, Hafidlay,
Budi, Ismen, Barri, Rozi, Icad, Salim, Toti, Ryan, Alvi, Pesal, Wira,
Handoko, Ancah, Kipo, Dirga, Siddiq, Tongan, Opi, Kemal dan yang lainnya
yang tak bisa disebutkan seluruhnya yang selalu memberikan dukungan dan
semangat kepada penulis.
9. Untuk sahabat Haby Batul Ummah yang selalu menemani dikala susah
maupun senang.
10. Semua Pihak yang belum dapat disebutkan yang telah membantu penulis
selama perkuliahan.
Penulis menyadari akan kekurangan dan keterbatasan penulis. Oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan
dan mengembangkan kajian dalam bidang yang dibahas pada Skripsi ini. Akhir
kata penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca serta penulis
tentunya.
Medan, Agustus 2017 Penulis
Fauziah Al Humaira
DAFTAR ISI
1.3 Tujuan Penelitian ... 2
1.4 Batasan Masalah... 2
1.5 Tahapan Penelitian ... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1 RF Energy Harvesting... 4
2.2 Gelombang Elektromagnetik ... 5
2.3 Antena ... 5
2.3.1 Pola Radiasi ... 6
2.3.2 Keterarahan(Directivity) ... 7
2.3.3 Gain ... 7
2.3.4 Polarisasi(Polarization) ... 7
2.3.5 Impedansi Masukan ... 8
2.3.6 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) ... 8
2.3.7 Return Loss ... 8
2.3.8 Lebar Pita (Bandwidth) ... 9
2.4.1 L Matching Network ... 11
2.4.2 T Matching Network ... 12
2.4.3 PI Matching Network ... 12
2.5 Smith Chart ... 13
2.6 Advanced Design System (ADS) ... 14
BAB III SIMULASI DAN PABRIKASI MATCHING IMPEDANCE ... 16
3.1 Umum ... 16
3.2 Perangkat yang Digunakan ... 16
3.3 Diagram Alir Penelitian ... 17
3.4 Simulasi Matching Impedance L Network ... 19
3.5 Pabrikasi Matching Impedance L Network ... 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
4.1 Umum ... 29
4.2 Hasil Pengukuran Matching Impedance Terhadap Sistem RF Energy Harvesting ... 30
4.3 Analisis Hasil Pengukuran ... 33
BAB V PENUTUP ... 34
5.1 Kesimpulan ... 34
5.2 Saran ... 34
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Blog Dasar Dari RF Energy Harvesting ... 4
Gambar 2.2 Antena Sebagai Perangkat Transisi ... 6
Gambar 2.3 Prinsip Teknik Rangkaian Matching ... 11
Gambar 2.4 L Matching Konfigurasi (a) �� kurang dari �� ... 11
Gambar 2.4 L Matching Konfigurasi (b) �� lebih besar dari �� ... 11
Gambar 2.5 T Matching Network... 12
Gambar 2.6 Pi Matching Network ... 13
Gambar 2.7 Smith Chart ... 14
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 18
Gambar 3.2 Nilai komponen – komponen penyesuai impedansi ... 19
Gambar 3.3 Bentuk Konfigurasi � < � ... 20
Gambar 3.4 Tampilan Smitchart untuk rangkaian dengan dua kapasitor...20
Gambar 3.5 Rangkaian Penyesuai Impedansi Menggunakan dua kapasitor... 21
Gambar 3.6 Hasil Simulasi Menggunakan dua kapasitor ... 21
Gambar 3.7 Tampilan Smitchart dengan dua induktor ... 22
Gambar 3.8 Rangkaian Penyesuai Impedansi Menggunakan dua induktor ... 22
Gambar 3.9 Hasil Simulasi Menggunakan dua induktor ... 23
Gambar 3.10 Tampilan Smitchart Untuk Rangkaian Ketiga ... 23
Gambar 3.11 Rangkaian Penyesuai Impedansi Menggunakan Rangkaian Ketiga ... 24
Gambar 3.12 Hasil Simulasi Menggunakan Rangkaian Ketiga ... 24
Gambar 3.13 Tampilan Smitchart Untuk Rangkaian Keempat ... 25
Gambar 3.14 Rangkaian Penyesuai Impedansi Menggunakan Rangkaian Keempat ... 25
Gambar 3.16 (a) Tampilan Depan Penyesuai Impedansi Tipe L ... 28
Gambar 3.16 (b) Tampilan Belakang Penyesuai Impedansi Tipe L ... 28
Gambar 4.1 Tegangan Keluaran Sebelum Memakai Matching Impedance ... 30
Gambar 4.2 Tegangan Keluaran Sesudah Memakai Matching Impedance ... 31
Gambar 4.3 Tegangan Keluaran Sebelum Memakai Matching Impedance ... 32
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Hasil Simulasi Keempat Rangkaian ... 27
